DE202018000735U1 - Apparatus configured to carry out a method of designing a component - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (100), konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils (1), das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren, insbesondere mittels selektivem Laserschmelzen, in einer Anlage (200) zur generativen Fertigung des Bauteils (1) hergestellt wird, mit den Schritten: – rechnergestützte Konstruktion des Bauteils (1) in einer ersten Bauteilauslegung, – rechnergestützte Simulation der Fertigung des Bauteils (1) in der Anlage (200), wobei das Bauteil (1), bezogen auf eine Bauteilplattform (9) in der Anlage (200), in einem ersten Aufbauwinkel (W1) ausgerichtet ist, – rechnergestütztes Ermitteln einer ersten, bauteilbereichsabhängigen Oberflächenrauheit (RA1), – rechnergestütztes Ermitteln wenigstens eines ersten tragenden Querschnitts (Q1) des Bauteils (1) im Bereich der ermittelten ersten Oberflächenrauheit (RA1).Device (100) configured to carry out a method for designing a component (1) which is produced by means of a beam melting process as a generative production method, in particular by means of selective laser melting, in a system (200) for the generative production of the component (1) Steps: - computer-aided design of the component (1) in a first component design, - computer-aided simulation of the production of the component (1) in the system (200), wherein the component (1), with respect to a component platform (9) in the system ( 200), in a first setup angle (W1) is aligned, - computer-aided determination of a first component area-dependent surface roughness (RA1), - computer-aided determination of at least a first supporting cross-section (Q1) of the component (1) in the region of the determined first surface roughness (RA1) ,
Description
Das Gebrauchsmuster betrifft eine Vorrichtung, konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren hergestellt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The utility model relates to a device configured to carry out a method for designing a component which is produced by means of a jet melting method as a generative manufacturing method, according to the preamble of
Bauteile, die mittels Strahlschmelzverfahren als generativem Herstellungsverfahren, insbesondere mittels selektivem Laserschmelzen (SLM) hergestellt werden, weisen in der Regel eine Oberflächenrauheit auf, die durch Nachbearbeitungen auf ein Endmaß weiterbearbeitet werden. Insbesondere in Randzonen des Bauteils, bezogen auf eine Positionierung des Bauteils auf einer Bauplattform in einer Anlage zum generativen Herstellen, treten besonders hohe Oberflächenrauheiten auf. An diesen Randzonen treffen die Laserstrahlen zum Aushärten eines Pulvermaterials bei einem SLM Verfahren oft in einem spitzen Winkel auf die Bauteiloberfläche auf, verglichen mit einem stumpferen Winkel im mittleren Bereich der Bauteiloberfläche. Der Auftreffwinkel des Laserstrahls hängt andererseits wesentlich von der Positionierung des Bauteils auf der Bauplattform in der Anlage zum generativen Herstellen ab, also beispielsweise von einem Aufbauwinkel des Bauteils auf der Bauplattform. Wird dieser Aufbauwinkel verändert, verändert sich in der Regel auch der Auftreffwinkel des Laserstrahls auf die Bauteiloberfläche. Insbesondere in Randbereichen kann dies zu stumpferen Auftreffwinkeln führen, was wiederum zu geringeren Oberflächenrauheiten führen kann.Components which are produced by means of jet melting as a generative production method, in particular by means of selective laser melting (SLM), generally have a surface roughness which is further processed by finishing to a final dimension. Especially in edge zones of the component, based on a positioning of the component on a construction platform in a system for generative production, particularly high surface roughness occur. At these edge zones, the laser beams for curing a powder material in an SLM process often strike the component surface at an acute angle compared to a more obtuse angle in the central area of the component surface. On the other hand, the angle of incidence of the laser beam depends substantially on the positioning of the component on the construction platform in the system for generative production, that is to say, for example, on an assembly angle of the component on the construction platform. If this setup angle is changed, the angle of incidence of the laser beam on the component surface also changes as a rule. In particular, this can lead to blunt angles of incidence, which in turn can lead to lower surface roughness.
Die Oberflächenrauheit beeinflusst, vor allem bei dünneren Bauteilstrukturen, maßgeblich den tragenden Querschnitt im Bauteilbereich dieser Oberflächenrauheit. Deshalb sollte der Einfluss der Oberflächenrauheit auf den tragenden Querschnitt bereits bei der Konstruktion des Bauteils beziehungsweise bei einer Baujoberstellung (virtuelle Erstellung des Schichtmodells des Bauteils als Basis zum generativen Fertigen in der Anlage) berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere für Bereiche des Bauteils, die von außen nicht zugänglich sind.The surface roughness, especially with thinner component structures, significantly influences the load-bearing cross section in the component area of this surface roughness. Therefore, the influence of the surface roughness on the load-bearing cross-section should already be taken into account in the construction of the component or in a construction project (virtual creation of the layer model of the component as a basis for generative manufacturing in the plant). This applies in particular to areas of the component that are not accessible from the outside.
Nach dem Stand der Technik wird meistens für die Baujoberstellung, beispielsweise mit Unterstützung einer CAD (engl. computer-aided design) software zum rechnerunterstützten Konstruieren, in Bereichen mit einer hohen Oberflächenrauheit der Querschnitt basierend auf Erfahrungswerten erweitert bzw. aufgedickt. Dies ist oft darin begründet, dass die mittels einem SLM Verfahren gefertigten Bauteile zur Oberflächennachbearbeitung gestrahlt und hierdurch die Rauspitzen abgetragen werden, damit das Bauteil nach dem Strahlen ein erforderliches Endmaß aufweist. Nicht zugängliche Stellen des Bauteils, also insbesondere innere Bereiche und Strukturen, die von außen nicht zugänglich sind, können für dieses Strahlen nicht ausreichend berücksichtigt werden. Daher findet eine Aufdickung dieser nicht zugänglichen Bereiche, in Abhängigkeit zur Oberflächenrauigkeit, in der Regel nicht statt. Die Oberflächenrauigkeit kann, wie weiter oben bereits beschrieben wurde, wesentlich von dem Aufbauwinkel des Bauteils auf der Bauplattform in der Anlage zum generativen Herstellen abhängen. Ergänzend kann nur eine zugängliche Endkontur, also Oberflächenbereiche, die, insbesondere von außen, bearbeitet werden können, für eine Aufdickung bzw. für eine Korrektur tragender Querschnitte berücksichtigt werden, jedoch nicht tragende Querschnitte nicht zugänglicher, insbesondere innerer Strukturen.According to the state of the art, the cross-section is usually expanded or thickened on the basis of empirical values, for example, with the aid of CAD (computer-aided design) software for computer-aided design, in areas with a high surface roughness. This is often due to the fact that the components produced by means of an SLM process are blasted for surface finishing and thereby the clear points are removed so that the component has a required final dimension after blasting. Inaccessible areas of the component, ie in particular internal areas and structures that are not accessible from the outside, can not be sufficiently considered for this blasting. Therefore, a thickening of these inaccessible areas, depending on the surface roughness, usually does not take place. The surface roughness can, as has already been described above, depend essentially on the build-up angle of the component on the build platform in the system for generative production. In addition, only an accessible final contour, ie surface areas that can be processed, in particular from the outside, are taken into account for a thickening or for a correction of carrying cross sections, but not carrying cross sections of inaccessible, in particular internal structures.
Eine Aufgabe ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die konfiguriert ist zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird.One object is to propose a device that is configured to carry out a method for designing a component which is produced by means of a beam melting method as a generative production method in a system for the additive production of the component.
Die Aufgabe wird durch ein Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a device having the features of
Es wird eine Vorrichtung beansprucht, die konfiguriert ist zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren, insbesondere mittels selektivem Laserschmelzen, in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird. Das Verfahren umfasst als ersten Schritt eine rechnergestützte Konstruktion des Bauteils in einer ersten Bauteilauslegung. Der zweite Schritt des Verfahrens umfasst eine rechnergestützte Simulation der Fertigung des Bauteils in der Anlage, wobei das Bauteil, bezogen auf eine Bauteilplattform in der Anlage, in einem ersten Aufbauwinkel ausgerichtet ist. Der dritte Schritt des Verfahrens umfasst ein rechnergestütztes Ermitteln einer ersten, bauteilbereichsabhängigen Oberflächenrauheit. Der vierte Schritt des Verfahrens umfasst ein rechnergestütztes Ermitteln wenigstens eines ersten tragenden Querschnitts des Bauteils im Bereich der ermittelten Oberflächenrauheit.A device is claimed which is configured to carry out a method for designing a component which is produced by means of a beam melting method as a generative production method, in particular by means of selective laser melting, in a system for the additive production of the component. The method comprises as a first step a computer-aided design of the component in a first component design. The second step of the method comprises a computer-aided simulation of the production of the component in the installation, wherein the component is oriented in a first installation angle relative to a component platform in the installation. The third step of the method comprises a computer-aided determination of a first, component-area-dependent surface roughness. The fourth step of the method comprises a computer-aided determination of at least one first supporting cross section of the component in the region of the determined surface roughness.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.Advantageous developments are the subject of subclaims and embodiments.
Beispielhafte Ausführungsformen können eines oder mehrere der im Folgenden genannten Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, sofern eine, oder die, konkrete Kombination für den Fachmann nicht als offenkundig technisch unmöglich erkennbar ist. Auch die Gegenstände der Unteransprüche geben jeweils beispielhafte Ausführungsformen an.Exemplary embodiments may have one or more of the following features in any combination, provided one or the concrete combination is not apparent to the person skilled in the art as obviously technically impossible. The subject matters of the subclaims in each case give exemplary embodiments.
Bei allen oben gemachten und unten folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein” bzw. „kann haben” usw. synonym zu „ist vorzugsweise” bzw. „hat vorzugsweise” usw. zu verstehen und soll beispielhafte Ausführungsformen erläutern. In all of the above and below, the use of the term "may be" or "may have" etc. is synonymous with "preferably" or "preferably", etc., and is intended to exemplify exemplary embodiments.
Wann immer hierin Alternativen mit „und/oder” eingeührt werden, so versteht der Fachmann das darin enthaltene „oder” vorzugsweise als „entweder oder” und vorzugsweise nicht als „und”.Whenever alternatives are included herein with "and / or", those skilled in the art will understand the "or" contained therein as preferably "either or" and preferably not as "and".
Hierin genannte Ausführungsformen sind als rein exemplarische Ausführungsformen zu verstehen, die nicht als beschränkend zu verstehen sind.Embodiments referred to herein are to be understood as purely exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting.
Die Vorrichtung kann in einigen Ausführungsformen ein Computer sein. Die Konfiguration eines als Vorrichtung ausgestalteten Computers kann zur Auführung des Verfahrens eine Programmierung, ein Computerprogramm oder ähnliches sein.The device may be a computer in some embodiments. The configuration of a computer configured as a device may be a program, a computer program or the like for carrying out the method.
Ein generatives Fertigungsverfahren kann als additive Fertigung (eng.: Additive Manufacturing, abgekürzt AM) bzw. als ein Verfahren zur additiven Fertigung bezeichnet werden. Ein generatives Fertigungsverfahren kann auf der Basis computergenerierter Datenmodelle durchgeführt werden. Bei einem generativen Fertigungsverfahren kann aus formlosen (Flüssigkeiten, Gelen/Pasten, Pulver oder ähnlichem) und/oder aus formneutralen (z. B. bandförmig, drahtförmig, blattförmig) Werkstoffen bzw. Materialien mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse ein Bauteil hergestellt werden.A generative manufacturing process can be referred to as additive manufacturing (abbreviated: additive manufacturing, abbreviated AM) or as a process for additive manufacturing. A generative manufacturing process can be carried out on the basis of computer-generated data models. In a generative manufacturing process, a component can be produced from informal (liquids, gels / pastes, powders or the like) and / or from form-neutral (eg strip-shaped, wire-shaped, sheet-shaped) materials or materials by means of chemical and / or physical processes.
Eine rechnergestützte Konstruktion des Bauteils in einer Bauteilauslegung kann sich auf eine Bauteilauslegung bezüglich konstruktiver Parameter beziehen und/oder auf eine Bauteilauslegung bezüglich fertigungsbezogener Parameter. Bei einer Herstellung des Bauteils mittels einem generativen Fertigungsverfahren können sich bei einer Veränderung fertigungsbezogener Parameter Dimensionierungen, Oberflächenrauheiten und/oder strukturelle Eigenschaften des Bauteils verändern.A computer-aided design of the component in a component design may refer to component design with respect to design parameters and / or component design with respect to manufacturing-related parameters. In a production of the component by means of a generative manufacturing process, dimensions, surface roughness and / or structural properties of the component may change as the production-related parameters change.
Eine bauteilbereichsabhängige Oberflächenrauheit kann eine Oberflächenrauheit einer einzelnen Bauteiloberfläche sein. Eine Bauteiloberfläche kann eine innere oder eine äußeren Bauteiloberfläche sein. Eine Bauteiloberfläche kann sich auf einzelne Bereiche, Segmente, Abschnitte beziehen.A component area dependent surface roughness may be a surface roughness of a single component surface. A component surface may be an inner or an outer component surface. A component surface can refer to individual areas, segments, sections.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung, konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird, die weiteren folgenden Schritte auf. Die Schritte umfassen eine rechnergestützte Konstruktion des Bauteils in einer zweiten Bauteilauslegung, eine rechnergestützte Simulation der Fertigung des Bauteils in der Anlage, wobei das Bauteil, bezogen auf eine Bauteilplattform in der Anlage, in einem zweiten Aufbauwinkel ausgerichtet ist, ein rechnergestütztes Ermitteln einer zweiten, bauteilbereichsabhängigen Oberflächenrauheit, sowie ein rechnergestütztes Ermitteln wenigstens eines zweiten tragenden Querschnitts des Bauteils im Bereich der ermittelten Oberflächenrauheit. Der erste und der zweite Aufbauwinkel sind unterschiedlich. Rein exemplarisch kann der erste Aufbauwinkel 60 Grad, 75 Grad, 90 Grad, 120 Grad oder einen anderen Wert aufweisen, der zweite Aufbauwinkel 0 Grad, 30 Grad, 45 Grad oder einen anderen Wert.In some embodiments, the apparatus configured to carry out a method of designing a component that is manufactured by a beam fusion process as a generative manufacturing process in a device for the additive manufacturing of the component comprises the further following steps. The steps include a computer-aided design of the component in a second component design, a computer-aided simulation of the production of the component in the system, wherein the component, with respect to a component platform in the system, is aligned in a second setup angle, a computer-aided determination of a second, component-dependent area Surface roughness, as well as a computer-aided determination of at least one second supporting cross-section of the component in the region of the determined surface roughness. The first and second mounting angles are different. By way of example only, the first assembly angle may be 60 degrees, 75 degrees, 90 degrees, 120 degrees, or another value, the second assembly angle may be 0 degrees, 30 degrees, 45 degrees, or another value.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung, konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird, die weiteren folgenden Schritte auf. Die Schritte umfassen ein Auswerten (der Begriff Auswerten kann ein Analysieren bedeuten oder umfassen) von wenigstens einem der vorangegangenen Verfahrensschritte hinsichtlich der Zusammenhänge zwischen der Oberflächenrauheit, dem tragenden Querschnitt und der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage, eine Festlegung der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage, basierend auf der Auswertung des vorangegangenen Verfahrensschritts, insbesondere mit einer Dimensionierung wenigstens eines tragenden Querschnitts, sowie eine Fertigung des Bauteils in der Anlage, basierend auf der Konstruktion des vorangegangenen Verfahrensschritts. Eine Auswertung eines Zusammenhangs zwischen der Oberflächenrauheit, dem tragenden Querschnitt und der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage kann, rein exemplarisch, darin bestehen, dass eine erste Bauteilauslegung mit einer zweiten Bauteilauslegung verglichen wird. Beide Bauteilauslegungen können mittels des Parameters der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage festgelegt bzw. definiert werden, alle anderen Parameter (konstruktive bzw. geometrische Parameter, Werkstoffkenndaten etc.) werden optional nicht verändert. Die erste Bauteilauslegung wird, rein exemplarisch, mit einer Ausrichtung des Bauteils, basierend auf einem Aufbauwinkel von z. B. 90 Grad, festgelegt. Damit ergibt, basierend auf einer rechnergestützten Simulation der generativen Fertigung in der Anlage, eine mittlere Oberflächenrauheit in einem bestimmten Bereich der Bauteiloberfläche von z. B. ca. Ra = 40 μm und ein tragender Querschnitt von z. B. 10 mm. Diese Werte werden insbesondere mithilfe der Simulationssoftware und gegebenenfalls mit einer weiteren Software ermittelt. In einer nachfolgenden zweiten Bauteilauslegung wird, rein exemplarisch, die Ausrichtung des Bauteils, basierend auf einem Aufbauwinkel von z. B. 60 Grad, festgelegt. Damit kann sich, basierend auf einer rechnergestützten Simulation der generativen Fertigung in der Anlage, eine mittlere Oberflächenrauheit in einem bestimmten Bereich der Bauteiloberfläche von z. B. ca. Ra = 25 μm und ein tragender Querschnitt von z. B. 15 mm ergeben. Ein Vergleich der beiden Bauteilauslegungen im Rahmen einer Auswertung des Zusammenhangs zwischen der Oberflächenrauheit, dem tragenden Querschnitt und der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage resultiert in einem größeren tragenden Querschnitt für die zweite Bauteilauslegung. Im Rahmen des Verfahrensschritts einer Festlegung der Ausrichtung des Bauteils in der Anlage kann daher diese zweite Auslegung gewählt werden, die auf einem Aufbauwinkel von 60 Grad basiert. Im Rahmen des nachfolgenden Verfahrensschritts wird dieser Aufbauwinkel von 60 Grad für die reale Fertigung des Bauteils in der Anlage zum generativen Fertigen des Bauteils gewählt.In some embodiments, the apparatus configured to carry out a method of designing a component that is manufactured by a beam fusion process as a generative manufacturing process in a device for the additive manufacturing of the component comprises the further following steps. The steps include evaluating (the term evaluating may mean or comprising analyzing) at least one of the preceding method steps regarding the relationships between the surface roughness, the load-bearing cross-section and the orientation of the component in the system, a determination of the orientation of the component in the system based on the evaluation of the preceding method step, in particular with a dimensioning of at least one load-bearing cross-section, and a production of the component in the system, based on the construction of the preceding method step. An evaluation of a relationship between the surface roughness, the supporting cross-section and the orientation of the component in the system can, purely by way of example, be that a first component design is compared with a second component design. Both component designs can be defined or defined by means of the parameter of the alignment of the component in the system, all other parameters (constructional or geometrical parameters, material characteristics etc.) are optionally not changed. The first component design is, purely by way of example, with an orientation of the component, based on a mounting angle of z. B. 90 degrees. This yields, based on a computer-aided simulation of the generative production in the plant, a mean surface roughness in a certain area of the component surface of z. B. approximately R a = 40 microns and a load-bearing cross-section of z. B. 10 mm. These values are determined in particular by means of the simulation software and, if necessary, with another software. In a subsequent second component design, purely by way of example, the orientation of the component, based on a mounting angle of z. B. 60 degrees. This can, based on a computer-aided simulation of the generative production in the system, a mean surface roughness in a certain range of the component surface of z. B. approximately R a = 25 microns and a load-bearing cross-section of z. B. 15 mm. A comparison of the two component designs in an evaluation of the relationship between the surface roughness, the load-bearing cross-section and the orientation of the component in the system results in a larger load-bearing cross-section for the second component design. As part of the process step of determining the orientation of the component in the system, therefore, this second design can be selected, which is based on a mounting angle of 60 degrees. As part of the subsequent process step, this construction angle of 60 degrees is selected for the real production of the component in the plant for generative manufacturing of the component.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung, konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird, den weiteren Schritt des Verwendens wenigstens einer Werkstoffsimulation zur rechnergestützten Konstruktion des Bauteils in wenigstens einer Bauteilauslegung auf. Eine Werkstoffsimulation kann beispielsweise eine computergestützte Modellierung einer Werkstoffmikrostruktur und/oder von mechanischen Werkstoffeigenschaften umfassen. Der Schritt eines Verwendens einer Werkstoffsimulation kann zusätzlich zu einem jeweils gewählten Aufbauwinkel durchgeführt werden.In some embodiments, the apparatus configured to perform a method of designing a component manufactured by a jet-melting process as an additive manufacturing process in a device for additive manufacturing of the component comprises at least the further step of using at least one material simulation for computer-aided design of the component a component design. A material simulation can include, for example, a computer-aided modeling of a material microstructure and / or mechanical material properties. The step of using a material simulation may be performed in addition to a selected setup angle.
In einigen Ausführungsformen weist die Vorrichtung, konfiguriert zur Ausführung eines Verfahrens zur Auslegung eines Bauteils, das mittels einem Strahlschmelzverfahren als generativem Fertigungsverfahren in einer Anlage zur generativen Fertigung des Bauteils hergestellt wird, den weiteren Schritt des Verwendens wenigstens eines Einflussfaktors zur Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften auf. Die Werkstoffeigenschaften können beispielsweise mechanische und/oder physikalische Werkstoffeigenschaften umfassen.In some embodiments, the apparatus configured to carry out a method of designing a component that is manufactured by a beam melting process as a generative manufacturing process in a device for additive manufacturing of the component, comprises the further step of using at least one influencing factor to account for the material properties. The material properties may include, for example, mechanical and / or physical material properties.
Manche oder alle Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.Some or all embodiments may have one, several or all of the advantages mentioned above and / or below.
Mittels der Vorrichtung kann vorteilhaft den Konstrukteuren von Bauteilen eine Hilfestellung bei der Bauteilauslegung zur Verfügung gestellt werden. insbesondere können Auslegungsfehler aufgrund zu geringer Wandstärken vermieden bzw. verhindert werden. Mittels der Vorrichtung kann der effektiv tragende Querschnitt mithilfe der rechnergestützten Simulation ermittelt werden.By means of the device can advantageously be provided to the designers of components an aid in the component design available. In particular, design errors due to insufficient wall thicknesses can be avoided or prevented. By means of the device, the effective load-bearing cross-section can be determined by means of the computer-aided simulation.
Mittels der Vorrichtung kann vorteilhaft mithilfe der rechnergestützten Simulation ein analytischer und/oder reproduzierbarer Konstruktionsprozess durchgeführt werden. Ein aufwendiger, iterativer Konstruktionsprozess mit Veränderungen konstruktiver Daten, der eine erste Konstruktion mit einer nachfolgenden Überprüfung anhand eines erstellten Bauteils umfasst, dann eine zweite Konstruktion mit einer weiteren nachfolgenden Überprüfung anhand eines erstellten Bauteils umfasst und gegebenenfalls weiterer Schritte entfällt vorteilhaft. Weiterhin kann das Entfallen eines aufwendigen, iterativen Konstruktionsprozesses vorteilhaft zu Kostenersparnissen und/oder Zeitersparnissen führen.By means of the device can advantageously be carried out using the computer-aided simulation, an analytical and / or reproducible design process. A complex, iterative design process with changes in constructive data, which includes a first design with a subsequent check on the basis of a created component, then a second construction with a further subsequent review based on a created component and optionally further steps eliminates advantageous. Furthermore, eliminating a costly, iterative design process can advantageously result in cost savings and / or time savings.
Mittels der Vorrichtung kann weiterhin vorteilhaft eine effiziente Nutzung des Werkstoffpotentials erfolgen. Insbesondere basierend auf der rechnergestützten Simulation des Fertigungsprozesses kann diese Nutzung des Werkstoffpotentials effizienter durchgeführt werden gegenüber einem schrittweisen Durchführen und Analysieren realer Fertigungsprozesse, die zeitaufwendig und/oder kostenintensiv sein können.By means of the device can also be advantageously carried out an efficient use of the material potential. In particular, based on the computer-aided simulation of the manufacturing process, this use of the material potential can be performed more efficiently compared to a step-by-step implementation and analysis of real manufacturing processes, which can be time-consuming and / or expensive.
Das Gebrauchsmuster wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in welcher identische Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen, exemplarisch erläutert. In den jeweils stark schematisch vereinfachten Figuren gilt:The utility model is explained below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which identical reference numerals designate identical or similar components. In each case greatly simplified schematic figures:
Die rechnergestützte Konstruktion wird vorzugsweise mittels einem Computer
Die Konstruktion des Bauteils
Das Bauteil
In
Wie aus
Die Oberflächenrauheit RA in den einzelnen, bauteilbereichsabhängigen Segmenten wird mittels einer geeigneten Simulationssoftware ermittelt. Die Übertragbarkeit dieser Simulationsergebnisse auf den realen Fertigungsprozess muss entsprechend überprüft und validiert werden. In dem Ausführungsbeispiel der
Die Oberflächenrauheit RA bestimmt, insbesondere bei dünnen Strukturen, maßgeblich den tragenden Querschnitt Q. Der tragende Querschnitt ist eine tragende Fläche. Aus dem tragenden Querschnitt und angreifenden Kräften kann die Spannungsbelastung im Anwendungsfall ermittelt bzw. berechnet werden. Die Spannungsbelastung kann als Beanspruchung bezeichnet werden. Bei einer hohen Oberflächenrauheit RA, die durch einen spitzen Einfallswinkel des Laserstrahls
In dem Ausschnitt A des Bauteils
Der zweite Aufbauwinkel W2 beträgt ca. 60 Grad. Somit ist das Bauteil
Je nach gewähltem Aufbauwinkel W kann das Bauteil
Aufgrund der hier dargestellten Simulation des Fertigungsprozesses können unterschiedliche und weitgehend beliebige Aufbauwinkel W als Simulationsparameter eingestellt und deren Einfluss auf die Oberflächenrauheit RA analysiert werden.On the basis of the simulation of the production process shown here, different and largely arbitrary mounting angles W can be set as simulation parameters and their influence on the surface roughness RA can be analyzed.
Der vergrößerte Ausschnitt A zeigt, stark vereinfacht dargestellt, eine Oberflächenrauheit RA2, die basierend auf dem zweiten Aufbauwinkel W2 und dem damit verbundenen stumpferen Auftreffwinkel des Laserstrahls
Das fertige Bauteil
Das fertige Bauteil
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Vorrichtung; ComputerContraption; computer
- 200200
- Anlageinvestment
- Q1Q1
- erster tragender Querschnittfirst load-bearing cross-section
- Q2Q2
- zweiter tragender Querschnittsecond load-bearing cross-section
- RA1RA1
- erste Oberflächenrauheitfirst surface roughness
- RA2RA2
- zweite Oberflächenrauheitsecond surface roughness
- W1W1
- erster Aufbauwinkelfirst mounting angle
- W2W2
- zweiter Aufbauwinkelsecond mounting angle
- xx
- x-Richtungx-direction
- yy
- y-Richtungy-direction
- 11
- Bauteilcomponent
- 33
- Kanalchannel
- 55
- gitterförmiger Einsatzgrid-shaped insert
- 77
- Haltestrebenholding struts
- 99
- Bauteilplattformcomponent platform
- 1111
- Laserlaser
- 1313
- Laserstrahllaser beam
- 1515
- Schichtebenelayer plane
- 1717
- Wandungwall
- 1919
- Pulverpowder
- 2121
- Pulverschachtcoffee chute
- 2323
- HubtischLift table
- 2525
- Schieber; Beschichter; Recoaterslide; coater; recoater
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018000735.8U DE202018000735U1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Apparatus configured to carry out a method of designing a component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018000735.8U DE202018000735U1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Apparatus configured to carry out a method of designing a component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018000735U1 true DE202018000735U1 (en) | 2018-03-01 |
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ID=61695361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018000735.8U Active DE202018000735U1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Apparatus configured to carry out a method of designing a component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202018000735U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2018
- 2018-02-14 DE DE202018000735.8U patent/DE202018000735U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |